【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、内燃機関のための燃料噴射装置に関する。
【０００２】
このような燃料噴射装置は、欧州特許出願公開第０９８７４３１号明細書により公知である。この燃料噴射装置は内燃機関の各シリンダごとに、１つの燃料高圧ポンプと、該燃料高圧ポンプに接続された１つの燃料噴射弁とを有している。燃料高圧ポンプは、内燃機関によりストローク運動を実施するように駆動されるポンププランジャを有しており、このポンププランジャはポンプ作業室を制限している。燃料噴射弁は、ポンプ作業室に接続された圧力室と、少なくとも１つの噴射開口を制御する噴射弁部材とを有しており、噴射弁部材は、圧力室内を支配する圧力によって負荷されて、少なくとも１つの噴射開口を開放するために閉弁力に抗して開弁方向で運動可能である。電気的に操作される第１の制御弁が設けられており、この制御弁によりポンプ作業室と放圧室との接続部が制御される。さらに、電気的に操作される第２の制御弁が設けられており、この制御弁により制御圧力室と放圧室との接続部が制御される。制御圧力室は絞り箇所を介してポンプ作業室に接続されている。制御圧力室は制御ピストンにより制限されており、この制御ピストンは噴射弁部材に、その閉弁方向で支持されており、制御圧力室内に支配する圧力により噴射弁部材の閉弁方向で負荷されている。燃料噴射のためには第１の制御弁が閉じられ、かつ第２の制御弁が開かれる。その結果、制御圧力室内に高圧は形成されず、燃料噴射弁は開弁することができる。しかし第２の制御弁が開かれると、ポンプ作業室から制御圧力室を介して燃料が流出するので、ポンププランジャにより圧送される燃料量の、噴射のために用いられる燃料量は減じられ、さらに、噴射のために使用される圧力は低下する。結果として、燃料噴射装置の効率は最適ではないし、燃料噴射のプロセスを所望の通りに調整することもできない。
【０００３】
発明の利点
これに対して、請求項１の特徴部に記載した特徴を備えた、本発明による燃料噴射装置が有する利点は、第２の制御弁を燃料噴射のために開弁し、それにより燃料噴射弁が開弁された際に、制御圧力室から放圧室への通流横断面が僅かに開放されるに過ぎず、それにより微量の燃料量しか流出せず、このことより、噴射のために供用される圧力及び燃料噴射装置の効率が向上することにある。さらに、燃料噴射の開始時もしくは終了時において、燃料噴射弁の迅速な開弁もしくは迅速な閉弁が達成され、このことは、第２の制御弁の開弁もしくは閉弁時における、制御ピストンによって制御されて変化する通流横断面に基づいて生ぜしめられる、制御圧力室内での迅速な圧力減成もしくは圧力増成により可能である。
【０００４】
請求項２以下には、本発明による燃料噴射装置の有利な構成及び変化形が記載されている。請求項２に記載した構成手段により、流量横断面の制御が単純な形式で可能になる。
【０００５】
実施例の説明
以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。
【０００６】
図１〜図３には、自動車の内燃機関のための燃料噴射装置が示されている。内燃機関は有利には自己着火式の内燃機関である。燃料噴射装置は有利にはポンプ・ノズル・ユニット、いわゆる「ユニットインジェクタシステム」として形成されており、かつ内燃機関の各シリンダごとにその都度１つの燃料高圧ポンプ１０と、燃料高圧ポンプ１０に接続された１つの燃料噴射弁１２とを有しており、両者は１つの共通の構成ユニットを形成している。択一的に燃料噴射装置はポンプ・管路・ノズル・システム、いわゆる「ユニットポンプシステム」として形成されていてもよく、このシステムの場合、各シリンダの燃料高圧ポンプと燃料噴射弁は互いに別個に配置されており、管路を介して互いに接続されている。燃料高圧ポンプ１０はシリンダ孔１６を備えたポンプボディ１４を有しており、シリンダ孔１６内をポンププランジャ１８が密に案内されており、ポンププランジャ１８は少なくとも間接的に内燃機関のカムシャフトのカム２０により、戻しばね１９の力に抗して、ストローク運動を実施するように駆動される。ポンププランジャ１８はシリンダ孔１６内でポンプ作業室２２を制限し、ポンプ作業室２２内でポンププランジャ１８の圧送ストローク時に燃料が高圧下に圧縮される。ポンプ作業室２２に燃料が自動車の燃料貯蔵タンク２４から供給される。
【０００７】
燃料噴射弁１２はポンプボディ１４に結合された弁ボディ２６を有しており、弁ボディ２６は多部分から形成されていることができ、かつ弁ボディ２６において噴射弁部材２８が孔３０内で長手方向摺動可能に案内されている。弁ボディ２６は内燃機関のシリンダの燃焼室側の端部領域に少なくとも１つの、有利には複数の噴射開口３２を有している。噴射弁部材２８は燃焼室側の端部領域に、例えばほぼ円錐形のシール面３４を有しており、シール面３４は、弁ボディ２６において燃焼室側の端部領域に形成された弁座３６と協働しており、弁座３６からまたは弁座３６の下流で噴射開口３２が分岐している。弁ボディ２６内で噴射弁部材２８と孔３０との間に、弁座３６に向かって延びるリング室３８が存在しており、リング室３８は弁座３６とは反対側の端部領域において、孔３０を半径方向で拡張することにより、噴射弁部材２８を取り巻く圧力室４０へと移行している。噴射弁部材２８は圧力室４０の高さに、横断面を減じることにより受圧肩４２を有している。
【０００８】
噴射弁部材２８の、燃焼室とは反対側の端部には、図１に示したように、例えばスリーブ４８を介して、プレロードもしくは予荷重のかけられた閉鎖ばね４４が作用しており、閉鎖ばね４４により噴射弁部材２８はその閉弁方向で弁座３６に向かって押圧される。閉鎖ばね４４はハウジング部分５０のばね室４６内に配置されており、ハウジング部分５０は弁ボディ２６に接続している。ばね室４６はハウジング部分５０内に穿設された、弁ボディ２６内の孔３０に対して同軸的な孔により形成されている。
【０００９】
ばね室４６を形成する孔に、図１によれば、ハウジング部分５０内に設けられたばね室４６の、孔３０とは反対側の端部に、例えばばね室４６の直径よりも小さな直径を有する別の同軸的な孔５２が接続しており、孔５２内で制御ピストン６０が液密に案内されており、制御ピストン６０は噴射弁部材２８上に支持されている。孔５２における、ばね室４６とは反対側の端部領域で、制御ピストン６０により制御圧力室６２が制限されている。制御ピストン６０は、制御ピストン６０に比べて直径の小さなピストンロッド６１を介して、噴射弁部材２８に支持されている。ピストンロッド６１の、噴射弁部材２８側の端部は、スリーブ４８の一方の端部からスリーブ４８内に突入し、スリーブ４８内で付加的に案内されることができる。スリーブ４８の他方の端部からスリーブ内に、ピストンロッド６１に比べて直径の大きな噴射弁部材２８の端部が突入している。ピストンロッド６１と噴射弁部材２８との間でスリーブ４８内に補償ディスク４９を配置することができ、補償ディスク４９は、噴射弁部材２８と制御ピストン６０とから成る複合体の長さの正確な調整を、必要な厚さを備えた補償ディスク４９を使用することにより可能にする。閉鎖ばね４４はピストンロッド６１を包囲しており、かつ一端でスリーブ４８に、ひいては間接的に噴射弁部材２８に支持されており、他端で、ばね室孔４６からより直径の小さな制御圧力室孔６２へと移行する領域に形成された環状肩に当接しているばね受け皿６４に支持されている。
【００１０】
ハウジング部分５０とポンプボディ１４との間には中間ディスク５４が配置されている。ポンプ作業室２２からポンプボディ１４、中間ディスク５４、ハウジング部分５０及び弁ボディ２６を通って、通路７０が燃料噴射弁１２の圧力室４０に通じている。ポンプ作業室２２から中間ディスク５４及びハウジング部分５０を通って、通路７２が制御圧力室６２に通じている。通路７２にはハウジング部分５０内に、第１の絞り箇所が絞り孔７３の形で配置されている。さらに、制御圧力室６２に通路７４が開口しており、この通路７４は放圧室への接続部を形成する。放圧室として、少なくとも間接的に燃料貯蔵タンク２４、または僅かな圧力が支配する別の領域が働くことができる。ポンプ作業室２２または通路７０から接続部７６が放圧室２４へ分岐しており、接続部７６は、電気的に操作される第１の制御弁７８により制御される。制御弁７８は図１に示したように２ポート２位置切換弁として形成されていることができる。制御圧力室６２を放圧室２４に接続する接続部７４は、電気的に操作される第２の制御弁８０により制御され、制御弁８０は２ポート２位置切換弁として形成されていることができる。制御弁７８，８０は電磁式のアクチュエータまたはピエゾアクチュエータを有することができ、電子式の制御装置８２により起動制御される。
【００１１】
図１〜図３に示されているように孔５２はその端部領域に、制御圧力室６２を形成するために半径方向の拡張部を有している。通路７２は制御圧力室６２に、制御ピストン６０の長手方向軸線５９に対してずらされて縁部領域において開口している。通路７４は有利には制御圧力室６２に、制御ピストン６０の長手方向軸線５９に対して同軸的に開口しており、通路７４には第２の絞り箇所が絞り孔７５の形で配置されている。絞り孔７５は制御圧力室６２への通路７４の開口部から距離を置いてハウジング部分５０内に配置されている。制御圧力室６２への通路７４の開口部５６は、通路７４の横断面が制御圧力室６２に向かって拡大するように形成されており、その際、開口部５６は例えば円錐形に拡張するように形成されていることができる。制御ピストン６０は、噴射弁部材２８とは反対側の端部に、その長手方向軸線５９に対して同軸的に配置されていて通路７４に向かって突出する１つのピボット６６を有しており、ピボット６６は、横断面で見て開口５６に適合されて、つまり例えば制御ピストン６０の、孔５２内で案内された領域に比べて小さい。ピボット６６は通路７４に向かってテーパを成すように形成されており、その際、ピボット６６は例えば円錐形にテーパを成して形成されていることができる。
【００１２】
制御ピストン６０はそのピボット６６で通路７４の開口部５６と共に、制御圧力室６２から通路７４への、および第２の制御弁８０の開弁時には通路７４を通して放圧室２４への通流横断面を制御するために協働する。制御ピストン６０が、図２に示されているように、そのピボット６６を通路７４の開口部５６から大きな間隔を置いて配置したストローク位置に在る場合には、ピボット６６と開口５６との間に、制御圧力室６２から通路７４へ大きな通流横断面が開放される。この場合、制御圧力室６２からの燃料の流出のための最小の通流横断面は、ハウジング部分５０に設けられた所定の確定的な通流横断面を備えた絞り孔７５により与えられる。燃料噴射弁１２が閉弁していて、その噴射弁部材２８がシール面３４で弁座３６に当接している場合に、制御ピストン６０はこのストローク位置に在る。制御ピストン６０がストローク運動を実施しそのピボット６６で通路７４の開口部５６を閉鎖するように運動するに伴って、開放されている通流横断面は小さくなる。制御ピストン６０が、図３に示したように、そのピボット６６において、通路７４の開口部５６に対して極く僅かな距離しか置かずに配置されている場合には、絞り箇所７５の通流横断面よりも小さな通流横断面が開放されるに過ぎないので、ピボット６６と開口５６との間の通流横断面は、制御圧力室６２から流出する燃料のための本質的な絞り箇所を意味することになる。燃料噴射弁１２が開弁していて、その噴射弁部材２８がシール面３４で弁座３６から持ち上げられている場合に、制御ピストン６０はこのストローク位置に在る。
【００１３】
以下に燃料噴射装置の機能を説明する。ポンププランジャ１８の吸込みストローク時に、ポンププランジャに燃料が燃料貯蔵タンク２４から供給される。ポンププランジャ１８の圧送ストローク時に、燃料噴射装置はパイロット噴射を開始する。その際、第１の制御弁７８は制御装置８２により閉弁されるので、ポンプ作業室２２は放圧室（燃料貯蔵タンク）２４から遮断されている。第２の制御弁８０は当初閉弁されていることができるので、制御圧力室６２は放圧室２４から遮断されており、かつ制御圧力室６２内にはポンプ作業室２２内と等しい圧力が支配するので、燃料噴射は実施され得ない。燃料噴射を開始するために制御装置８２により第２の制御弁８０が開弁されるので、制御圧力室６２は放圧室２４に接続されている。この場合、制御圧力室６２内に高圧が形成されることはない。それというのは、制御圧力室６２は放圧室２４に向かって放圧されているからである。ポンプ作業室２２内の、ひいては燃料噴射弁１２の圧力室４０内の圧力が大きくなって、この圧力によって受圧肩４２を介して噴射弁部材２８に及ぼされる押圧力が、閉鎖ばね４４の力と、制御圧力室６２内で働く残留圧により制御ピストン６０に働く押圧力との合計よりも大きくなると、噴射弁部材２８は開弁方向２９に運動して、少なくとも１つの噴射開口３２を開放する。制御ピストン６０はその場合、図２に示したストローク位置、つまり制御ピストン６０のピボット６６と通路７４の開口部５６との間にごく僅かな通流横断面を開放したストローク位置をとるので、絞り孔７５の通流横断面よりも小さな通流横断面を備えた絞り箇所が形成されている。従って、ポンププランジャ１８により圧送される燃料のうちの僅かな部分量のみが、ピボット６６と開口部５６との間の絞り箇所を介して、通路７４と開弁した第２の制御弁８０とを通流して放圧室２４へと流出することができる。
【００１４】
パイロット噴射を終了するために制御装置により第２の制御弁８０が閉弁されるので、制御圧力室６２が放圧室２４から遮断された状態にある。第１の制御弁７８は閉弁した位置に留まる。その際、制御圧力室６２内にはポンプ作業室２２内と同等の高圧が形成されるので、制御ピストン６０には大きな押圧力が閉弁方向で作用し、噴射弁部材２８はその閉弁位置へ運動させられる。その際、制御ピストン６０は図３に示したストローク位置を取る。
【００１５】
後続のメイン噴射のために第２の制御弁８０が制御装置８２により開弁される。それにより、燃料噴射弁１２は、制御ピストン６０に作用する押圧力が減じられることに基づいて開弁し、噴射弁部材２８はその最大の開弁ストロークにわたってその開弁位置へと移動する。噴射弁部材２８の開弁運動時において最初は絞り孔７５の通流横断面が、最小の通流横断面として働く。それというのは、制御ピストン６０のピボット６６と通路７４の開口部５６との間には大きな通流横断面が開放されているからである。これにより燃料噴射弁１２の迅速な開弁が可能である。それというのは絞り孔７５は比較的大きな通流横断面を備えて形成されていることができるからである。燃料噴射弁１２が完全に開弁している場合、制御ピストン６０のピボット６６は、通路７４の開口部５６から僅かな距離を置いて配置されているので、僅かな通流横断面が開放されているに過ぎず、この通流横断面は絞り孔７５の通流横断面よりも小さい。制御ピストン６０は平衡状態をピボット６６において、通路７４の開口部５６から間隔を置いた形で保つ。それというのは、ピボット６６が開口５６に当接するようになると、制御圧力室６２が放圧室２４から完全に遮断されて、制御圧力室６２内の圧力が上昇することになって、このことは結果として、噴射弁部材２８を閉弁方向に運動させ、ひいては制御ピストン６０のピボット６６を開口部５６から離間させることにつながるからである。これによって再び比較的大きな通流横断面が開放されるので、制御圧力室６２内の圧力は再び低下し、噴射弁部材２８は開弁方向２９で運動することになる。その結果、ピボット６６と開口部５６との間隔、ひいては通流横断面は再び小さくなる。制御ピストン６０のピボット６６と通路７４の開口部５６とは、制御ピストン６０及び噴射弁部材２８のための液圧式のストッパを形成する。
【００１６】
メイン噴射を終了するためには、第２の制御弁８０が制御装置８２により、閉弁された切換位置へ切換えられるので、制御圧力室６２は放圧室２４から遮断され、制御圧力室６２内には高圧が形成され、制御ピストン６０に作用する力を介して燃料噴射弁１２は閉弁される。噴射弁部材２８の閉弁運動時には、制御ピストン６０によって、制御ピストン６０のピボット６６と開口部５６との間で大きな通流横断面が開放されるので、制御圧力室６２内の圧力は急速に上昇し、制御ピストン６０に対して高い押圧力が作用する。その結果、燃料噴射弁１２は迅速に閉弁する。燃料のポスト噴射のために、第２の制御弁８０が制御装置８２により再度開弁されるので、制御圧力室６２内の圧力の低下に基づいて燃料噴射弁１２は開弁する。ポスト噴射を終了するためには第２の制御弁８０が閉弁され、かつ／または第１の制御弁７８が開弁される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
内燃機関のための燃料噴射装置の概略的な縦断面図である。
【図２】
制御ピストンが第１のストローク位置にある、図１にＩＩで示した範囲の抜粋拡大図である。
【図３】
制御ピストンが第２のストローク位置にある、図１にＩＩで示した範囲の抜粋拡大図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine of the type described in the superordinate concept part of claim 1.
[0002]
Such a fuel injection device is known from EP-A-0 874 431. This fuel injection device has one fuel high-pressure pump and one fuel injection valve connected to the fuel high-pressure pump for each cylinder of the internal combustion engine. The high-pressure fuel pump has a pump plunger that is driven to perform a stroke motion by an internal combustion engine, which restricts the pump working chamber. The fuel injection valve has a pressure chamber connected to the pump working chamber and an injection valve member that controls at least one injection opening, and the injection valve member is loaded by a pressure that dominates the pressure chamber. It is possible to move in the valve opening direction against the valve closing force to open at least one injection opening. A first control valve that is electrically operated is provided, and the connection between the pump working chamber and the pressure release chamber is controlled by this control valve. Furthermore, the 2nd control valve operated electrically is provided, and the connection part of a control pressure chamber and a pressure release chamber is controlled by this control valve. The control pressure chamber is connected to the pump working chamber via a throttle point. The control pressure chamber is limited by the control piston, and this control piston is supported by the injection valve member in the valve closing direction, and is loaded in the valve closing direction of the injection valve member by the pressure governing the control pressure chamber. Yes. For fuel injection, the first control valve is closed and the second control valve is opened. As a result, no high pressure is formed in the control pressure chamber, and the fuel injection valve can be opened. However, when the second control valve is opened, fuel flows out of the pump working chamber through the control pressure chamber, so that the amount of fuel pumped by the pump plunger is reduced and the amount of fuel used for injection is further reduced. The pressure used for the injection is reduced. As a result, the efficiency of the fuel injector is not optimal and the fuel injection process cannot be adjusted as desired.
[0003]
Advantages of the invention In contrast, the advantages of the fuel injection device according to the invention with the features described in the features of claim 1 are that the second control valve is opened for fuel injection, thereby When the fuel injection valve is opened, the flow cross section from the control pressure chamber to the pressure release chamber is only slightly opened, so that only a small amount of fuel flows out. This is to improve the pressure and the efficiency of the fuel injection device. In addition, at the start or end of fuel injection, rapid opening or closing of the fuel injection valve is achieved, which is controlled by the control piston when the second control valve is opened or closed. This is possible by rapid pressure build-up or pressure build-up in the control pressure chamber, which is generated on the basis of controlled and varying flow cross sections.
[0004]
Claims 2 and below describe advantageous configurations and variants of the fuel injection device according to the invention. By means of the construction according to claim 2, the flow rate cross section can be controlled in a simple manner.
[0005]
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0006]
1 to 3 show a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle. The internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine. The fuel injection device is preferably formed as a pump-nozzle unit, a so-called “unit injector system”, and is connected to one fuel high-pressure pump 10 and one fuel high-pressure pump 10 for each cylinder of the internal combustion engine. And one fuel injection valve 12, both of which form one common component unit. Alternatively, the fuel injection device may be formed as a pump / pipe / nozzle system, a so-called “unit pump system”, in which the fuel high-pressure pump and the fuel injection valve of each cylinder are separated from each other. Arranged and connected to each other via a pipeline. The fuel high-pressure pump 10 has a pump body 14 having a cylinder hole 16. A pump plunger 18 is closely guided in the cylinder hole 16, and the pump plunger 18 is at least indirectly of a camshaft of an internal combustion engine. The cam 20 is driven to perform a stroke motion against the force of the return spring 19. The pump plunger 18 restricts the pump working chamber 22 in the cylinder hole 16, and fuel is compressed under high pressure during the pumping stroke of the pump plunger 18 in the pump working chamber 22. Fuel is supplied to the pump working chamber 22 from a fuel storage tank 24 of the automobile.
[0007]
The fuel injection valve 12 has a valve body 26 coupled to the pump body 14, the valve body 26 can be formed of multiple parts, and the injection valve member 28 is located in the hole 30 in the valve body 26. It is guided so as to be slidable in the longitudinal direction. The valve body 26 has at least one, preferably a plurality of injection openings 32 in the end region on the combustion chamber side of the cylinder of the internal combustion engine. The injection valve member 28 has, for example, a substantially conical sealing surface 34 in the end region on the combustion chamber side, and the sealing surface 34 is a valve seat formed in the end region on the combustion chamber side in the valve body 26. 36, the injection opening 32 branches off from the valve seat 36 or downstream of the valve seat 36. Within the valve body 26, between the injection valve member 28 and the hole 30, there is a ring chamber 38 extending towards the valve seat 36, which is in the end region opposite to the valve seat 36, By expanding the hole 30 in the radial direction, a transition is made to the pressure chamber 40 surrounding the injection valve member 28. The injection valve member 28 has a pressure receiving shoulder 42 by reducing the cross section at the height of the pressure chamber 40.
[0008]
As shown in FIG. 1, a preloaded or preloaded closing spring 44 acts on the end of the injection valve member 28 opposite to the combustion chamber, for example, via a sleeve 48. The injection valve member 28 is pressed toward the valve seat 36 in the valve closing direction by the closing spring 44. The closing spring 44 is arranged in the spring chamber 46 of the housing part 50, which is connected to the valve body 26. The spring chamber 46 is formed by a hole formed in the housing portion 50 and coaxial with the hole 30 in the valve body 26.
[0009]
According to FIG. 1, the hole forming the spring chamber 46 has a diameter smaller than the diameter of the spring chamber 46, for example, at the end of the spring chamber 46 provided in the housing part 50 opposite to the hole 30. Another coaxial hole 52 is connected, in which the control piston 60 is guided in a liquid-tight manner, and the control piston 60 is supported on the injection valve member 28. The control pressure chamber 62 is restricted by the control piston 60 in the end region of the hole 52 opposite to the spring chamber 46. The control piston 60 is supported by the injection valve member 28 via a piston rod 61 having a smaller diameter than the control piston 60. The end of the piston rod 61 on the injection valve member 28 side enters into the sleeve 48 from one end of the sleeve 48 and can be additionally guided in the sleeve 48. The end portion of the injection valve member 28 having a diameter larger than that of the piston rod 61 enters the sleeve from the other end portion of the sleeve 48. A compensation disk 49 can be placed in the sleeve 48 between the piston rod 61 and the injection valve member 28, which compensates for the exact length of the composite comprising the injection valve member 28 and the control piston 60. Adjustment is made possible by using a compensation disk 49 with the required thickness. The closing spring 44 surrounds the piston rod 61 and is supported at one end by the sleeve 48 and indirectly by the injection valve member 28, and at the other end by a smaller diameter control pressure chamber from the spring chamber hole 46. It is supported by a spring tray 64 that is in contact with an annular shoulder formed in the region transitioning to the hole 62.
[0010]
An intermediate disk 54 is disposed between the housing part 50 and the pump body 14. A passage 70 communicates with the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12 from the pump working chamber 22 through the pump body 14, the intermediate disk 54, the housing portion 50 and the valve body 26. A passage 72 leads from the pump working chamber 22 through the intermediate disk 54 and the housing part 50 to the control pressure chamber 62. In the passage 72, a first throttle position is arranged in the form of a throttle hole 73 in the housing part 50. Furthermore, a passage 74 is opened in the control pressure chamber 62, and this passage 74 forms a connection to the pressure release chamber. As the pressure relief chamber, at least indirectly the fuel storage tank 24 or another area where a slight pressure dominates can serve. A connection portion 76 branches from the pump working chamber 22 or the passage 70 to the pressure release chamber 24, and the connection portion 76 is controlled by a first control valve 78 that is electrically operated. The control valve 78 can be formed as a 2-port 2-position switching valve as shown in FIG. The connecting portion 74 that connects the control pressure chamber 62 to the pressure release chamber 24 is controlled by a second control valve 80 that is electrically operated, and the control valve 80 is formed as a two-port two-position switching valve. it can. The control valves 78 and 80 can have electromagnetic actuators or piezo actuators, and are activated and controlled by an electronic control device 82.
[0011]
As shown in FIGS. 1-3, the hole 52 has a radial extension in its end region to form a control pressure chamber 62. The passage 72 opens into the control pressure chamber 62 with respect to the longitudinal axis 59 of the control piston 60 in the edge region. The passage 74 is advantageously open to the control pressure chamber 62 coaxially with the longitudinal axis 59 of the control piston 60, and the passage 74 is provided with a second throttle location in the form of a throttle hole 75. Yes. The throttle hole 75 is disposed in the housing portion 50 at a distance from the opening of the passage 74 to the control pressure chamber 62. The opening 56 of the passage 74 to the control pressure chamber 62 is formed so that the cross section of the passage 74 expands toward the control pressure chamber 62, and in this case, the opening 56 expands into a conical shape, for example. Can be formed. The control piston 60 has at its end opposite to the injection valve member 28 a single pivot 66 that is arranged coaxially with its longitudinal axis 59 and projects towards the passage 74, The pivot 66 is adapted to the opening 56 when viewed in cross-section, i.e. smaller than the area guided, for example, in the bore 52 of the control piston 60. The pivot 66 is formed to taper toward the passage 74. At this time, the pivot 66 may be formed to be tapered in a conical shape, for example.
[0012]
The control piston 60 has a flow cross section through the passage 74 from the control pressure chamber 62 to the passage 74 and when the second control valve 80 is opened, together with the opening 56 of the passage 74 at its pivot 66. Work together to control. When the control piston 60 is in a stroke position with its pivot 66 spaced a great distance from the opening 56 in the passage 74 as shown in FIG. In addition, a large flow cross section from the control pressure chamber 62 to the passage 74 is opened. In this case, the minimum flow cross section for the outflow of fuel from the control pressure chamber 62 is provided by a throttle hole 75 with a predetermined definite flow cross section provided in the housing part 50. When the fuel injection valve 12 is closed and the injection valve member 28 is in contact with the valve seat 36 at the seal surface 34, the control piston 60 is in this stroke position. As the control piston 60 performs a stroke motion and moves with its pivot 66 to close the opening 56 of the passage 74, the open flow cross section becomes smaller. When the control piston 60 is arranged at a very small distance from the opening 56 of the passage 74 at its pivot 66, as shown in FIG. The flow cross section between the pivot 66 and the opening 56 provides an essential throttling point for fuel exiting the control pressure chamber 62 because only a flow cross section smaller than the cross section is opened. Will mean. When the fuel injection valve 12 is open and the injection valve member 28 is lifted from the valve seat 36 by the sealing surface 34, the control piston 60 is in this stroke position.
[0013]
The function of the fuel injection device will be described below. During the suction stroke of the pump plunger 18, fuel is supplied from the fuel storage tank 24 to the pump plunger. During the pumping stroke of the pump plunger 18, the fuel injection device starts pilot injection. At this time, since the first control valve 78 is closed by the control device 82, the pump working chamber 22 is disconnected from the pressure release chamber (fuel storage tank) 24. Since the second control valve 80 can be initially closed, the control pressure chamber 62 is shut off from the pressure release chamber 24, and the control pressure chamber 62 has a pressure equal to that in the pump working chamber 22. Because it dominates, fuel injection cannot be performed. Since the control device 82 opens the second control valve 80 to start fuel injection, the control pressure chamber 62 is connected to the pressure release chamber 24. In this case, no high pressure is formed in the control pressure chamber 62. This is because the control pressure chamber 62 is released toward the release chamber 24. The pressure in the pump working chamber 22 and thus the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12 increases, and the pressing force exerted on the injection valve member 28 via the pressure receiving shoulder 42 by this pressure is the force of the closing spring 44. When the residual pressure acting in the control pressure chamber 62 becomes larger than the sum of the pressing force acting on the control piston 60, the injection valve member 28 moves in the valve opening direction 29 and opens at least one injection opening 32. In this case, the control piston 60 takes the stroke position shown in FIG. 2, that is, the stroke position where a very small flow cross section is opened between the pivot 66 of the control piston 60 and the opening 56 of the passage 74. A throttled portion having a flow cross section smaller than the flow cross section of the hole 75 is formed. Therefore, only a small portion of the fuel pumped by the pump plunger 18 passes through the throttle 74 between the pivot 66 and the opening 56 and the second control valve 80 opened. It can flow and flow out into the pressure release chamber 24.
[0014]
Since the second control valve 80 is closed by the control device to end the pilot injection, the control pressure chamber 62 is shut off from the pressure release chamber 24. The first control valve 78 remains in the closed position. At that time, since a high pressure equivalent to that in the pump working chamber 22 is formed in the control pressure chamber 62, a large pressing force acts on the control piston 60 in the valve closing direction, and the injection valve member 28 is in its valve closing position. Be exercised. At that time, the control piston 60 takes the stroke position shown in FIG.
[0015]
The second control valve 80 is opened by the control device 82 for the subsequent main injection. Thereby, the fuel injection valve 12 is opened based on the fact that the pressing force acting on the control piston 60 is reduced, and the injection valve member 28 moves to the valve opening position over the maximum valve opening stroke. During the opening movement of the injection valve member 28, the flow cross section of the throttle hole 75 initially serves as the minimum flow cross section. This is because a large flow cross section is open between the pivot 66 of the control piston 60 and the opening 56 of the passage 74. Thereby, the fuel injection valve 12 can be opened quickly. This is because the throttle hole 75 can be formed with a relatively large flow cross section. When the fuel injection valve 12 is fully open, the pivot 66 of the control piston 60 is located at a slight distance from the opening 56 of the passage 74 so that a slight flow cross section is opened. However, this flow cross section is smaller than the flow cross section of the throttle hole 75. The control piston 60 maintains equilibrium at the pivot 66 spaced from the opening 56 of the passage 74. This is because when the pivot 66 comes into contact with the opening 56, the control pressure chamber 62 is completely cut off from the pressure release chamber 24, and the pressure in the control pressure chamber 62 rises. As a result, the injection valve member 28 is moved in the valve closing direction, and as a result, the pivot 66 of the control piston 60 is separated from the opening 56. As a result, a relatively large cross section is opened again, so that the pressure in the control pressure chamber 62 decreases again, and the injection valve member 28 moves in the valve opening direction 29. As a result, the distance between the pivot 66 and the opening 56, and thus the flow cross section, becomes smaller again. The pivot 66 of the control piston 60 and the opening 56 of the passage 74 form a hydraulic stopper for the control piston 60 and the injection valve member 28.
[0016]
In order to end the main injection, the second control valve 80 is switched to the closed switching position by the control device 82, so that the control pressure chamber 62 is shut off from the pressure release chamber 24, and the control pressure chamber 62 is closed. A high pressure is formed in the fuel injection valve 12, and the fuel injection valve 12 is closed via a force acting on the control piston 60. During the valve closing movement of the injection valve member 28, the control piston 60 releases a large flow cross section between the pivot 66 of the control piston 60 and the opening 56, so that the pressure in the control pressure chamber 62 is rapidly increased. Ascending, a high pressing force acts on the control piston 60. As a result, the fuel injection valve 12 closes quickly. Since the second control valve 80 is opened again by the control device 82 for the post injection of fuel, the fuel injection valve 12 is opened based on a decrease in the pressure in the control pressure chamber 62. To end the post injection, the second control valve 80 is closed and / or the first control valve 78 is opened.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]
1 is a schematic longitudinal sectional view of a fuel injection device for an internal combustion engine.
[Figure 2]
FIG. 2 is an enlarged view of an excerpt from the range indicated by II in FIG. 1 with the control piston in the first stroke position.
[Fig. 3]
FIG. 2 is an enlarged view of an excerpt from the range indicated by II in FIG. 1 in which the control piston is in the second stroke position.
